article · Issue No. 44, November 1946 · p. 29 p. 30
Farming Without Soil
الزراعة بدون أرض · أمين أحمد الشريف
"Ustad Amin Ahmad al-Sharif has left us for England to pursue his higher studies in industrial chemistry at the University of Liverpool. He has promised to send us his articles from there, and we wish him certain success."
■
Man has always linked, and still links, the idea of agriculture — that is, of plant life — with the idea of the existence of land and soil. Where no suitable soil exists, no plants exist.
But modern science looks at this idea from a fundamental angle and declares that land (or soil) is not necessary for the growth of plants. Numerous experiments have been carried out proving that plants grown in a soilless medium, such as sand, ash, or water, give results that in many cases surpass the results these plants give when grown in a purely soil medium.
To be convinced of the truth of this statement, we must take a look at the active factors in plant growth. We find that these factors are: 1 — the seed; 2 — a source of nourishment (such as soil, for instance); 3 — air and water; 4 — light; 5 — certain complex chemical substances (plant hormones).
From this we see that the function of soil is to supply the plant with water and nourishment; it is therefore self-evident that if we provide a medium that takes the place of soil, we can dispense with that soil as an essential factor in plant growth.
What does a plant "eat"? The plant feeds itself, as everyone knows, by means of its roots, which contain fine hairs that absorb water and nourishment from the soil. The plant, then, feeds by absorption, not by chewing and swallowing as is the case with animals. For this reason the plant can make no use of any nutrient substance unless it is soluble in water, for if it is not, the root hairs cannot absorb it. The plant's food therefore consists of substances of chemical composition far less complex than the foodstuffs used by animals. The chemical substances that nourish the plant must include the following elements: nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, and sulfur. Plants also need very small quantities of iron, copper, and zinc.
What are the methods of soilless agriculture? There are two basic methods of soilless agriculture:
1 — using sand or ash or any other medium not composed of nutrient substances;
2 — using methods of growing in water.
The use of sand or ash: This method provides a medium for anchoring the plant in place, but it provides no nutrient matter. The feeding of the plant is accomplished by means of solutions containing the necessary chemical substances; these solutions seep through among the grains of sand and reach the plant's roots, where they are absorbed. A large portion of the solutions, however, is not absorbed, and reaches the bottom of the vessel, where it is collected and sent back to the plant by means of special pumps, so that no quantity of the solution, however small, goes unused. This means a saving in chemical fertilizer, part of which is lost in the ordinary kinds of agriculture.
It should be noted that the roots of plants grown in this semi-artificial medium are not as long as the roots of plants grown in soil. The reason is that roots grow and gain in length because they are forever searching for nourishment in the hidden recesses of the earth. If nourishment is readily at hand, as is the case here, the roots have no need to put themselves to the trouble of searching for food; instead, their strength is turned over to the branches, which grow all the more vigorously.
Methods of growing in water: By this method man can obtain delicious fruit or beautiful flowers without needing a single grain of sand or soil.
The method may be summed up as placing the seeds on a strip shaped like a basket, fixed in a vessel containing the nutrient solution.
These seeds are held in their places on the basket by means of straw or cotton, while the roots reach the nutrient solution through the numerous holes in the basket. The roots in this case are shorter than when sand is used, because they need not search for nourishment at all, being surrounded by the nutrient solution on every side.
But the roots also need air. So either the basket is raised from time to time to air the roots, or air is forced into the solution by means of tubes ending near the roots. The nutrient solution must also be constantly renewed, the necessary nutrient substances being added to it at the same rate at which the plant uses them up.
This method has given very good results with root crops such as potatoes, carrots, onions, turnips, and garlic. The drawing shows the way this kind of cultivation is carried out.
The benefits of soilless agriculture: This kind of agriculture cannot compete with all the ordinary kinds of agriculture, because it requires greater expense; but it is very well suited to growing plants that find a ready market, such as rare flowers requiring special care. In the United States of America there are several agricultural establishments that use these farming methods to obtain cucumbers, corn, melons, tomatoes, peas, and certain kinds of flowers such as carnations and roses.
Then, too, there are many regions with barren land. In India, for example, we find the land poor in fertility and famine threatening a great number of people every year, while we find India's climate suited to agriculture. By using these soilless methods the crops are increased to no small degree, and one of the great problems facing the world after the war is solved.
The English scientist Lancelot Hogben has proposed that basins for soilless agriculture be set up in the great Sahara Desert in Africa.
This is a new service that science renders to man, to help him solve a problem that has been, and still is, one of the fundamental problems of life.
» فارقتنا إلى إنكلترا الاستاذ امين احمد الشريف لمتابعة دراساته العليا في الكيمياء الصناعية بجامعة ليفربول. وقد وعدنا بموافاتنا بمقالاته من هناك فتتمنى له نجاحاً أكيداً «.
■
كان الانسان وما يزال يقرن فكرة الزراعة وهو النبات بفكرة وجود الارض والتراب. فحيث لا توجد ارض صالحة لا يوجد نبات.
لكن العلم الحديث ينظر الى هذه الفكرة من ناحية اساسية فيقرر ان الارض ( او التراب ) ليست ضرورية لنمو النبات. وقد اجريت تجارب عديدة اثبتت ان النباتات التي تنمو في وسط لاترابي كالرمل والرماد والماء تعطي نتائج تفوق في كثير من الاحيان النتائج التي تعطيها هذه النباتات اذا ما نمت في وسط ترابي محض.
ولكي نؤمن بصحة هذا القول يجب ان نلقي نظرة على العوامل الفعالة في نمو النبات. فنرى ان هذه العوامل هي: ١ - البزرة ٢ - مصدر الغذاء ( كالتراب مثلاً ) ٣ - الهواء والماء ٤ - النور ٥ - بعض المواد الكيميائية المعقدة ( الهرمونات النباتية Hermones).
فمن هذا نرى ان وظيفة التراب هي امداد النبات بالماء والغذاء ولذلك فانه من البديهي اننا اذا اوجدنا وسطاً يقوم مقام التراب استطعنا الاستغناء عن هذا التراب كعامل اساسي في نمو النبات.
ماذا « يأكل » النبات: يتغذى النبات، كما هو معلوم لدى الجميع، بواسطة جذوره التي تحتوي شعيرات دقيقة تمتص الماء والغذاء من التراب. اذن فالنبات يتغذى بواسطة الامتصاص لا بواسطة المضغ والابتلاع كما هي الحال عند الحيوان. لذلك فالنبات لا يستطيع الاستفادة من اية مادة غذائية الا اذا كانت قابلة للذوبان في الماء، لانها ان لم تكن كذلك فشعيرات الجذور لا تستطيع امتصاصها. فغذاء النبات اذن يتألف من مواد ذات تركيب كيميائي اقل تعقيداً بكثير من المواد الغذائية التي يستعملها الحيوان. والمواد الكيميائية التي تغذي النبات يجب ان تتضمن العناصر الآتية: النتروجين، الفوسفور، البوتاسيوم، الكالسيوم، المغنيسيوم، والكبريت. كما أنها تحتاج أيضاً إلى كميات ضئيلة جداً من الحديد والنحاس والزنك
ما هي طرق الزراعة اللاترابية: هنالك طريقتان اساسيتان للزراعة اللاترابية:
١ - باستعمال الرمل او الرماد او اي وسط آخر لا يتألف من مواد غذائية.
٢ - باستعمال طرق التنمية في الماء
استعمال الرمل او الرماد: هذه الطريقة تقدم وسطاً لتثبيت النبات في مكانه ولكنها لا تقدم اية مادة غذائية. وتغذية النبات تؤدى بواسطة محاليل (Solutions) تحتوي المواد الكيميائية الضرورية فتتخلل هذه المحاليل بين ذرات الرمل فتصل الى جذور النبات حيث يجري امتصاصها. على ان قسما كبيراً من المحاليل لا يجري امتصاصه فيصل الى قاع الآنية حيث يجمع ويعاد ارساله الى النبات بواسطة مضخات خاصة فلا تبقى اية كمية من المحلول مهما كانت قليلة بدون ان تستعمل وفي هذا توفير للسماد الكيميائي الذي يضيع قسم منه في انواع الزراعة العادية.
وما يجب ملاحظته ان جذور النباتات التي تنمو في هذا الوسط الشبه اصطناعي لا تكون طويلة كجذور النباتات التي تنمو في التراب. والسبب في ذلك هو ان الجذور تنمو وتزيد طولاً لانها تبحث دائماً عن الغذاء في خبايا الارض. فاذا كانت الغذاء متيسراً كما هو الحال هنا فلا حاجة للجذور ان تجشم نفسها عناء البحث عن الغذاء بل تحول قوتها الى الاغصان فتنمو هذه بقوة اكثر.
طرق التنمية في الماء: بهذه الطريقة يستطيع الانسان ان يحصل على ثمر شهي او زهر جميل دون ان يحتاج الى ذرة واحدة من الرمل او التراب.
وتتلخص هذه الطريقة بوضع البذور على شريط على شكل سلة مثبتة في آنية تحتوي المحلول الغذائي.
مدخل الهواء / الشبكة الحديدية / الجذور
وتثبت هذه البذور في امكنتها على السلة بواسطة القش او القطن بينما تصل الجذور الى المحلول الغذائي من خلال الثقوب العديدة في السلة . والجذور في هذه الحالة تكون اقصر منها في حالة استعمال الرمل لانها لا تحتاج الى اي بحثٍ عن الغذاء اذ انها محاطة بالمحلول الغذائي من كل جانب .
ولكن الجذور تحتاج ايضاً الى الهواء . فاما ان ترفع السلة من وقت لآخر لتهوية الجذور واما ان يدفع الهواء الى المحلول بواسطة انابيب تنتهي قرب الجذور ، كما ان المحلول الغذائي يجب ان يتغير على الدوام فتزداد اليه المواد الغذائية اللازمة بالسرعة نفسها التي يستنفد بها النبات هذه المواد .
وقد اعطت هذه الطريقة نتائج حسنة جداً في النباتات القرمية كالبطاطا والجزر والبصل واللفت والثوم . والرسم يبين طريقة استعمال هذا النوع من الزراعة .
منافع الزراعة اللاترابية : هذا النوع من الزراعة لا يستطيع ان يضارب جميع انواع الزراعة العادية لانه يحتاج الى تكاليف اكثر، لكنه صالح جداً لزراعة النباتات التي تجد رواجاً كبيراً في الاسواق كالازهار النادرة التي تحتاج الى عناية خاصة. ففي الولايات المتحدة الامريكية عدة بيوتات زراعية تستعمل هذه الطرق الزراعية للحصول على الخيار والذرة والبطيخ والبندورة والبازيلا وبعض انواع الازهار كالقرنفل والورد.
ثم ان هنالك مناطق كثيرة ذات ارض قاحلة . ففي الهند مثلاً نجد الارض قليلة الخصب والمجاعة تهدد عدداً كبيراً من الناس كل سنة بينما نجد ان مناخ الهند صالح للزراعة. فاستعمال هذه الطرق اللاترابية تزداد المحاصيل زيادة لا يستهان بها وتنحل احدى المشاكل الكبرى التي تواجه العالم بعد الحرب .
وقد اشار العالم الانكليزي Lancelot Hogben ان تقام احواض للزراعة اللاترابية في الصحراء الكبرى بافريقيا .
هذه خدمة جديدة يسديها العلم للانسان ليساعده على حل مشكلة كانت ولا تزال احدى المشاكل الاساسية في الحياة .
Translation and transcription are machine-made and may contain errors. See it on the page.